Wolfspeed 擴(kuò)展 AEC-Q101車規(guī)級(jí) SiCMOSFET推出 650V E3M 系列產(chǎn)品

電動(dòng)汽車（EV）市場(chǎng)預(yù)期在未來(lái)十年的復(fù)合增長(zhǎng)率 CAGR 將高達(dá) 25%[1]，這一快速增長(zhǎng)由環(huán)保需求及政府支持推動(dòng)，并將由能滿足高效率及高功率密度要求的碳化硅（SiC）器件技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

車載充電機(jī)（OBC）是當(dāng)今 EV 關(guān)鍵電力電子系統(tǒng)之一，由 AC-DC 和 DC-DC 功率級(jí)組成。當(dāng)今主流型號(hào)里，6.6 kW 單向車載充電機(jī)憑借 400 V 電池系統(tǒng)在 EV 中備受青睞。然而，雙向車載充電機(jī)的趨勢(shì)與日俱增，可支持新興的“車網(wǎng)互動(dòng)”（V2G）服務(wù)。[2] Wolfspeed 新款車規(guī)級(jí) E-系列（E3M）650V、60 mΩ MOSFET 系列幫助設(shè)計(jì)人員滿足 EV 車載充電機(jī)應(yīng)用。采用 Wolfspeed 第三代 SiC MOSFET 技術(shù)，E3M0060065D 與 E3M0060065K（圖 1）的特色為高溫導(dǎo)通電阻低、可高速開(kāi)關(guān)且電容小、體二極管反向恢復(fù)特性好、最大結(jié)溫（Tj）高達(dá) 175° C。

重要的是，這些器件通過(guò) AEC-Q101 (Rev. E) 認(rèn)證完全符合車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并可以滿足生產(chǎn)部件批準(zhǔn)程序（Production Part Approval Process，PPAP）。PPAP 說(shuō)明 Wolfspeed 充分理解設(shè)計(jì)人員的所有規(guī)格要求，并可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的一致性，使得設(shè)計(jì)人員可對(duì)器件生產(chǎn)過(guò)程保持充分信心。

▲ 圖 1：E3M0060065D 與 E3M0060065D為無(wú)鹵素、RoHS 合規(guī)器件，滿足 AEC-Q101 車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并可以滿足 PPAP

與市場(chǎng)上現(xiàn)有的 650V SiC MOSFET 相比，Wolfspeed E3M 650V SiC MOSFET 技術(shù)能讓系統(tǒng)因損耗更低而在運(yùn)行時(shí)溫度更低，從而在終端應(yīng)用中顯著提高效率（圖 2）。更低的損耗同時(shí)使得器件溫度下降，可降低系統(tǒng)級(jí)熱管理成本并提高系統(tǒng)級(jí)功率密度。

▲ 圖 2：由于 Wolfspeed 器件可提供更高效率和更低損耗，這些器件運(yùn)行時(shí)的溫度明顯低于友商SiC MOSFET #1 為您的設(shè)計(jì)選擇封裝 Wolfspeed 新款 E-系列 650V 60 mΩ SiC MOSFET 具有兩種不同的封裝。E3M0060065D 為三引腳 TO-247-3L 封裝，E3M0060065K 為四引腳 TO-247-4L 封裝（帶開(kāi)爾文源極引腳）。開(kāi)爾文源極連接可消除源極電感對(duì)驅(qū)動(dòng)的影響，使開(kāi)關(guān)損耗更低速度更快。 開(kāi)爾文源極讓設(shè)計(jì)者能夠盡可能地利用 SiC 器件所具有的開(kāi)關(guān)特性。相同裸片采用不同的封裝，因此可提供不同的性能。例如，E3M0060065D 在 IDS 為 20 A 時(shí)總開(kāi)關(guān)損耗 (ETOTAL) 約 300 μJ；E3M0060065K 在相同情況下的 ETOTAL 則接近 62 μJ（圖 3）。

▲ 圖 3：VDD = 400V 時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗與漏極電流對(duì)比圖 #2 EV 車載充電機(jī)應(yīng)用中的 E-系列 (E3M)650V 60 mΩ SiC MOSFET

基于 SiC MOSFET 的典型雙向設(shè)計(jì)如圖 4 所示，其包括用以 AC-DC 轉(zhuǎn)換圖騰柱 PFC 和雙向 CLLC 諧振 DC-DC 變換器。通過(guò)采用Wolfspeed E-系列 (E3M) 650V SiC MOSFET，可以提升這兩個(gè)變化器的性能。

▲ 圖 4：SiC 高開(kāi)關(guān)頻率能力（底部）讓設(shè)計(jì)人員可節(jié)省無(wú)源器件成本，而其高效率更可降低熱管理花費(fèi)（右）

與全硅雙向 EV 車載充電機(jī)設(shè)計(jì)相比，Wolfspeed E-系列 (E3M) 650V 60 mΩ SiC MOSFET 設(shè)計(jì)能顯著降低電容、磁性元件等無(wú)源器件成本，以及熱管理和外殼成本。這些成本節(jié)省主要來(lái)源于在實(shí)現(xiàn)更高頻率的同時(shí)提高開(kāi)關(guān)頻率（Fs）的能力。例如，此 AC-DC 轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)開(kāi)關(guān)頻率為 67 kHz。而 DC-DC 開(kāi)關(guān)頻率可從全硅的 80 - 120 kHz 典型頻率范圍提高到基于 SiC 解決方案的 150 - 300 kHz。

#3

獲取 Wolfspeed design-in 支持

Wolfspeed 提供多個(gè)參考設(shè)計(jì)與評(píng)估套件，讓設(shè)計(jì)更加輕松。6.6 kW 雙向車載充電機(jī)參考設(shè)計(jì)（CRD-06600FF065N-K）可快速開(kāi)啟項(xiàng)目并幫助 design-in 此新款 E3M 650V SiC MOFET。

有關(guān) E3M0060065D 與 E3M0060065K 更多信息，可在 E-系列界面獲取，其提供 Wolfspeed 的車規(guī)級(jí)、符合 PPAP、耐潮濕 MOSFET 系列產(chǎn)品信息，該系列具有業(yè)內(nèi)極為優(yōu)異的開(kāi)關(guān)損耗和品質(zhì)因數(shù)。

審核編輯 ：李倩